Přejít k obsahu


Magnetron sputtered Hf–B–Si–C–N films with controlled electrical conductivity and optical transparency, and with ultrahigh oxidation resistance

Citace:
ŠÍMOVÁ, V., VLČEK, J., ZUZJAKOVÁ, Š., HOUŠKA, J., SHEN, Y., JIANG, J., MELETIS, E. I., PEŘINA, V. Magnetron sputtered Hf–B–Si–C–N films with controlled electrical conductivity and optical transparency, and with ultrahigh oxidation resistance. Thin Solid Films, 2018, roč. 653, č. 1 MAY 2018, s. 333-340. ISSN: 0040-6090
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Magnetron sputtered Hf–B–Si–C–N films with controlled electrical conductivity and optical transparency, and with ultrahigh oxidation resistance
Rok vydání: 2018
Autoři: Ing. Veronika Šímová , Prof. RNDr. Jaroslav Vlček CSc. , Ing. Šárka Zuzjaková Ph.D. , Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D. , Yi Shen , Jiechao Jiang , Efstathios I. Meletis , Vratislav Peřina
Abstrakt CZ: Článek se věnuje vrstvám Hf–B–Si–C–N deponovaným na Si a SiC substráty použitím pulzního magnetronového naprašování z terče B4C–Hf–Si (při pevném 15% podílu Hf a 20% podílu Si v erozní zóně terče) ve směsi argonu a dusíku. Zaměřili jsme se na vliv podílu dusíku v plynné směsi (v rozmezí od 0 % do 50 %) a střídy (85 % a 50 %) na strukturu a vlastnosti vrstev. Rostoucí podíl dusíku v plynné směsi, a následně i ve vrstvách (až do 52 at. %), vede k silné amorfizaci struktury vrstev, poklesu tvrdosti, rychlému nárůstu elektrické rezistivity a optické transparence a nárůstu teploty počátku oxidace. Pro dvě vybrané vrstvy, jednu elektricky vodivou a jednu opticky transparentní, je ukázána jejich oxidační odolnost na vzduchu až do 1600 °C. Výsledky jsou důležité pro návrh vysokoteplotních ochranných povlaků elektrických a optických prvků a senzorů pro agresivní oxidační prostředí.
Abstrakt EN: The paper deals with Hf–B–Si–C–N films deposited onto Si and SiC substrates using pulsed magnetron co-sputtering of a single B4C–Hf–Si target (at a fixed 15% Hf and 20% Si fractions in the target erosion area) in nitrogen–argon gas mixtures. We focus on the effect of the nitrogen fraction in the gas mixture (in the range from 0% to 50%) and of the duty cycle (85% and 50%) on the structure and properties of the films. We show that increasing nitrogen fraction in the gas mixture and consequently in the films (up to 52 at.%) results in a strong amorphization of the film structure, decrease in the hardness, rapid rise in the electrical resistivity and in the optical transparency, and increasing onset temperature of the oxidation. For two selected compositions, one electrically conductive and one optically transparent, we show their oxidation resistance up to as much as 1600 °C. The results are important for designing high-temperature protective coatings of electronic and optical elements, and sensors for severe oxidation environments.
Klíčová slova

Zpět

Patička